DE19640297A1 - Verfahren und Einrichtung zum Reinigen einer in einem Behälter befindlichen radioaktiv kontaminierten Flüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer in einem Behälter befindlichen radioaktiv kontaminierten Flüs­ sigkeit.

In einem Kernkraftwerk kommen Flüssigkeiten, wie beispiels­ weise Wasser, mit den Brennelementen oder anderen radioakti­ ven Betriebsmitteln in Kontakt und werden dadurch radioaktiv kontaminiert. Die radioaktiv kontaminierten Flüssigkeiten müssen deshalb gereinigt werden, um ihre Aktivität zu redu­ zieren.

Einer starken radioaktiven Belastung ist beispielsweise die Kühlflüssigkeit in einem Brennelemente-Lagerbecken ausge­ setzt. Wird diese Kühlflüssigkeit zu Reinigungszwecken über ein Rohrleitungssystem aus dem Becken heraus zu einer Filter- oder Reinigungseinheit gepumpt und von dort wieder zurück in das Becken, so führt dies zu einer starken Kontamination der Rohrleitungen und der Filter- oder Reinigungseinrichtung selbst. Dies hat zur Folge, daß für die außerhalb des Lager­ beckens verlaufenden Rohrleitungen und für die ebenfalls au­ ßerhalb angeordnete Filtereinrichtung geeignete Abschirm­ maßnahmen erforderlich sind. Bei einem solchen externen Rei­ nigungssystem können außerdem Betriebsstörungen, wie bei­ spielsweise ein Leck in dem Rohrleitungssystem oder in der Filtereinrichtung, zu einer ungewollten, und unter Sicher­ heitsaspekten bedenklichen Absenkung des Füllstandes des Brennelemente-Lagerbeckens führen. Zudem ist bei einer sol­ chen Anordnung der Austausch von verbrauchtem Filter- oder Reinigungsmittel aufwendig.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren zum Reinigen einer in einem Behälter befindli­ chen radioaktiv kontaminierten Flüssigkeit anzugeben, bei dem eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet ist. Außerdem liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennelemente-Lagerbecken mit einer daran angeschlossenen Reinigungseinrichtung anzugeben, die eine einfache und betriebssichere Reinigung der im Brenn­ elemente-Lagerbecken befindlichen Flüssigkeit ermöglicht.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Reinigen einer in einem Behälter befindli­ chen radioaktiv kontaminierten Flüssigkeit nach dem Patentan­ spruch 1. Bei dem Verfahren wird in dem Behälter eine Pumpe angeordnet, mit der die Flüssigkeit durch eine ebenfalls im Behälter angeordnete Filtereinheit gefördert wird. Bei diesem Verfahren wird daher bei einem Versagen der Pumpe oder der Filtereinheit oder bei einer Leckage die Füllstandshöhe der Flüssigkeit in dem Behälter nicht beeinflußt. Ein weiterer Vorteil ist der Wegfall von Abschirmmaßnahmen für die Pumpe und die Filtereinheit, da sie im Behälter angeordnet sind.

In einer vorteilhaften Weise wird bei dem Verfahren die Flüs­ sigkeit in einem offenen Kreislauf von der im Behälter ange­ ordneten Pumpe leitungsfrei angesaugt und nach Durchströmen der Filtereinheit wieder leitungsfrei in den Behälter zurück­ gegeben, um unnötige Rohrleitungssysteme zu vermeiden.

In besonders vorteilhafter Weise strömt bei dem Verfahren die Flüssigkeit durch einen auswechselbaren und für die Flüssig­ keit durchlässigen Filtereinsatz mit einem darin befindlichen Filtermittel. Ein derartiger Filtereinsatz begünstigt ein einfaches und sicheres Auswechseln des Filtermittels.

Bevorzugterweise werden bei dem Verfahren zum Reinigen der Flüssigkeit Ionen-Austauscherharze verwendet, die besonders für die Aktivitätsreduzierung der kontaminierten Flüssigkeit geeignet sind.

Das Verfahren dient insbesondere zum Reinigen einer in einem Brennelemente-Lagerbecken befindlichen Flüssigkeit, insbeson­ dere einer Kühlflüssigkeit. Dadurch wird beispielsweise in einem Kernkraftwerk den Sicherheitsaspekten Rechnung getra­ gen.

Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Brennelemen­ te-Lagerbecken, in dem eine Pumpe mit einer daran angeschlos­ senen Filtereinheit angeordnet ist. Die Pumpe mit der Fil­ tereinheit dient dem Reinigen einer in dem Lagerbecken be­ findlichen radioaktiv kontaminierten Flüssigkeit. Eine solche Anordnung gewährleistet eine hohe Betriebssicherheit.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt die Filtereinheit des Brennelemente-Lagerbeckens ein Gehäuse, das einen Siebbo­ den aufweist, der den Filtereinsatz trägt, wobei der Fil­ tereinsatz auswechselbar und von der Flüssigkeit durchström­ bar ist und das Filtermittel umfaßt. Hierdurch kann der Fil­ tereinsatz beispielsweise über ein Tragesystem leicht ausge­ wechselt werden.

Ausführungsbeispiele für eine Einrichtung, mit der ein Ver­ fahren nach der Erfindung durchgeführt werden kann, werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Pumpe und eine Filtereinheit, die in einem Behäl­ ter angeordnet sind.

Fig. 2 eine alternative Anordnung der Pumpe und der Fil­ tereinheit.

Gemäß Fig. 1 befindet sich in einem Behälter 2, der beispiels­ weise ein Brennelemente-Lagerbecken sein kann, eine radioak­ tiv kontaminierte Flüssigkeit f. Auf einer Grundplatte 4 ist innerhalb des Behälters 2 und unterhalb eines Flüssigkeits­ spiegels 5 eine Pumpe 6 und eine Filtereinheit 8 angebracht. Die Flüssigkeit f wird von der Pumpe 6 durch die Filterein­ heit 8 gefördert, in der sie gereinigt wird. Sie tritt nach dem Durchströmen der Filtereinheit 8 wieder in den Behälter 2 ein. Die Fließrichtung der Flüssigkeit f kann von der Pumpe 6 zu der Filtereinheit 8 verlaufen, wie in der Zeichnung darge­ stellt. Die entgegengesetzte Fließrichtung ist ebenso mög­ lich.

Die Flüssigkeit f wird von einem Ansaugstutzen 61 der Pumpe 6 angesaugt. Durch eine Verbindungsleitung 62 gelangt die Flüs­ sigkeit f von der Pumpe 6 von oben in die Filtereinheit 8. Die Verbindungsleitung 62 ist über einen Flansch 63 an ein Gehäuse 81 der Filtereinheit 8 lösbar angeschlossen. Die Ver­ bindungsleitung 62 weist ein Gelenk 64 auf, so daß ein Teil­ stück der Verbindungsleitung 62 dreh- oder schwenkbar ist. Die Drehachse des Gelenkes 64 kann horizontal, wie in der Zeichnung dargestellt, oder auch vertikal verlaufen. Der Flansch 63 der Verbindungsleitung 62 dient zugleich als Dec­ kel für die Filtereinheit 8. Somit kann durch ein Schwenken der Verbindungsleitung 62 die Filtereinheit 8 mit der Pumpe 6 verbunden (durchgezogene Linie), oder von der Pumpe 6 gelöst werden (gestrichelte Linie), um das Austauschen eines Fil­ tereinsatzes 82 der Filtereinheit 8 zu ermöglichen.

Die Filtereinheit 8 umfaßt neben dem Gehäuse 81 einen Filter­ einsatz 82 und einen Siebboden 83, der den Filtereinsatz 82 trägt. Unterhalb des Siebbodens 83 weist das Gehäuse 81 we­ nigstens eine Austrittsöffnung 84 für die Flüssigkeit f auf. Der Filtereinsatz 82 umfaßt ein Filter- 85 oder auch Reini­ gungsmittel, das von einem Gebinde oder einer Hülle 86 umge­ ben ist. Das Filtermittel 85 kann für Reinigungszwecke oder beispielsweise auch zum Zwecke der Reduzierung der Aktivität der Flüssigkeit f ausgelegt sein. Bevorzugt weist zur Aktivi­ tätsreduzierung der kontaminierten Flüssigkeit f das Filter­ mittel 85 Ionenaustauscherharze auf. Die Hülle 86 des Fil­ tereinsatzes 82 ist beispielsweise ein von der Flüssigkeit f durchströmbares Gewebe oder Drahtgitter. Insbesondere kann die Hülle 86 eine Folie aus beispielsweise reißfestem Kunst­ stoff sein. Der Siebboden 83 dient als Träger für den Fil­ tereinsatz 82, insbesondere für eine solche flexible Folie. Der besondere Vorteil einer flexible Hülle 86 ist in der An­ passung des Filtereinsatzes 82 an die Form des Gehäuses 81 zu sehen, wodurch zwischen Hülle 86 und Gehäuse 81 keine Bypass­ strömung entstehen kann. Es ist aber auch denkbar, daß der Filtereinsatz 82 beispielsweise an Haken aufgehängt ist, die am Gehäuse 81 befestigt sind, oder auch, daß der Filterein­ satz 82 ein festes Tragegestell umfaßt, das lediglich auf kleinen Vorsprüngen oder Absätzen des Gehäuses 81 steht.

Der Filtereinsatz 82 ist mit einem Tragesystem oder einer Tragevorrichtung 87, beispielsweise einem Riemen, versehen. Ist nun das Filtermittel 85 verbraucht, so wird zunächst die Verbindung der Pumpe 6 mit der Filtereinheit 8 durch die schwenkbare Verbindungsleitung 62 gelöst, so daß die Filter­ einheit 8 von dem Flansch 63 nicht mehr abgeschlossen wird und nach oben offen ist. Durch eine geeignete Hebevorrich­ tung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird der Filtereinsatz 82 mittels der Tragevorrichtung 87 aus dem Ge­ häuse 81 herausgehoben. Das erschöpfte Filtermittel 85 wird beispielsweise in einem bereitgestellten Abschirmbehälter eingelagert. Der besondere Vorteil eines solchen Austausch­ verfahrens für das Filtermittel 85 besteht darin, daß der Austausch sehr einfach vonstatten geht, und daß durch die An­ ordnung der Filtereinheit 8 im Inneren des Behälters 2 der Austausch darüber hinaus sehr sauber ist, da vor dem Öffnen des Filtergehäuses 81 keine Leitungen leergepumpt werden müs­ sen.

Das in Fig. 1 beschriebene Ausführungsbeispiel weist abgesehen von der Verbindungsleitung 62 keine Zu- oder Ableitung für die Flüssigkeit f auf. Dies bedingt, daß die Pumpe 6 und die Filtereinheit 8 zumindest teilweise von der Flüssigkeit f be­ deckt sind. Die Flüssigkeit f wird daher leitungsfrei in ei­ nem offenen Kreislauf innerhalb des Behälters 2 gereinigt. Der wesentliche Vorteil des beschriebenen Verfahrens ist eine erhöhte Sicherheit bei der Reinigung der kontaminierten Flüs­ sigkeit f, da selbst bei einem Leck oder einer anderen Stö­ rung im System Pumpe 6 - Filtereinheit 8 der Flüssigkeits­ spiegel 5 innerhalb des Beckens nicht beeinflußt wird. Insbe­ sondere wenn das Becken 2 ein Brennelemente-Lagerbecken ist, bringt dies eine erhöhte Sicherheit in einem Kernkraftwerk mit sich. Ferner sind durch die zumindest teilweise Bedeckung der Pumpe 6 und der Filtereinheit 8 mit der Flüssigkeit f und ihre Anordnung im Behälter 2 keine Abschirmmaßnahmen nötig.

Neben dem in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind auch andere Anordnungen von Pumpe 6 und Filtereinheit 8 im Behälter 2 möglich. So kann beispielsweise auf das Gelenk 64 der Verbindungsleitung 62 verzichtet werden, wenn statt dessen die Pumpe 6 beispielsweise als Ganzes dreh- und nötigenfalls hebbar auf der Grundplatte 4 angebracht ist. Durch diese Lö­ sung ist die Austauschbarkeit des Filtereinsatzes 82 eben­ falls gegeben.

Der Vorteil der erhöhten Sicherheit durch die Anordnung der Pumpe 6 und Filtereinheit 8, verbunden mit der einfachen Aus­ tauschbarkeit des Filtermittels wird ebenfalls in vorteilhaf­ ter Weise von der in Fig. 2 schematisch dargestellten Anord­ nung gewährleistet: Die Filtereinheit 8 sitzt auf der Pumpe 6, die die Flüssigkeit f beispielsweise von unten durch die Filtereinheit 8 nach oben und in den Behälter 2 pumpt (heller Pfeil), oder die Flüssigkeit f in umgekehrter Richtung (dunkler Pfeil) aus dem Behälter 2 von oben durch die Fil­ tereinheit 8 fördert. Bei dieser Anordnung ist keinerlei Drehgelenk mehr nötig, da auf einen Deckel der Filtereinheit 8 verzichtet werden kann. Nötigenfalls kann der Filtereinsatz 87 an der Filtereinheit durch geeignete Mittel, beispielswei­ se durch Haken, lösbar an dem Gehäuse 81 befestigt werden.

Die nach oben offene Filtereinheit 8 erlaubt ein einfaches Auswechseln des verbrauchten Filtermittels 85 des Filterein­ satzes 82. Es ist auch denkbar, die Filtereinheit 8 als gan­ zes als Modul auszutauschen. Ferner kann die Pumpe 6 fest an die Filtereinheit 8 angeschlossen werden, so daß die beiden Elemente eine einzige Pump-Filtereinheit bilden.

Um ein bei Bedarf gleichmäßigeres Reinigen der Flüssigkeit f in allen Bereichen des Behälters 2 zu erreichen, sind bei­ spielsweise geeignete Zu- oder Ableitungen für die Flüssig­ keit f denkbar. Dies würde es dann beispielsweise auch erlau­ ben, die Pumpe oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 5 innerhalb des Behälters 2 anzuordnen, wodurch die konstruktive Ausle­ gung der Pumpe 6 vereinfacht wird.

Claims (7)

1. Verfahren zum Reinigen einer in einem Behälter (2) befind­ lichen radioaktiv kontaminierten Flüssigkeit (f), wobei in dem Behälter (2) eine Pumpe (6) angeordnet wird, mit der die Flüssigkeit (f) durch eine ebenfalls im Behälter (2) angeord­ nete Filtereinheit (8) gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Flüssigkeit (f) in einem offenen Kreislauf von der im Behälter (2) angeordneten Pumpe (6) leitungsfrei angesaugt und nach Durchströmen der Filtereinheit (8) wieder leitungsfrei in den Behälter (2) abgegeben wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Flüssigkeit (f) durch einen auswechselbaren und für die Flüssigkeit durchlässigen Filtereinsatz (82) mit einem darin befindlichen Filtermittel (85) strömt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem als Filtermittel (85) Ionenaustauscher-Harze verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die in einem Brennelemente-Lagerbecken befindliche Flüssigkeit (f) gereinigt wird.

6. Brennelemente-Lagerbecken, in dem zum Reinigen einer in ihm befindlichen radioaktiv kontaminierten Flüssigkeit (f) eine Pumpe (6) mit einer daran angeschlossenen Filtereinheit (8) angeordnet ist.

7. Brennelemente-Lagerbecken nach Anspruch 6, wobei die Fil­ tereinheit (8) ein Gehäuse (81) umfaßt, das einen Siebboden (83) aufweist, der den Filtereinsatz (82) trägt, wobei der Filtereinsatz (82) auswechselbar und von der Flüssigkeit (f) durchströmbar ist und das Filtermittel (85) umfaßt.